彈簧是一種機械零件,它利用材料的彈性特性和結構特性,在工作中產生變形,從而將機械功或動能轉化爲形變能(位能),或將形變能(位能)轉化爲動力。
使用彈簧的場合:
緩衝或減振,如破碎機的支撐彈簧和汽車彈簧
鐘錶、儀表、自控機構等機械設備的原動彈簧
操縱動作,例如閥門,離合器,剎車和彈簧上的各種調節裝置
測力裝置,如稱重彈簧和動力表。
彈性特徵線:載荷和變形的關係曲線叫做彈性特徵線。
彈力線大致可分爲三類:1.直線型2.漸增型3.漸減型
彈性剛度:載荷增量與變形增量的比率,也就是產生單位變形所需要的載荷,叫做彈性剛度。
K=(P2-P1)/(H1-H2)爲壓縮和拉伸彈簧的剛度
扭簧剛度 K=(T2-T1)/(2-扭轉角1)
彈簧具有漸增型特徵線,剛度隨載荷的增加而增大
漸減式彈簧,剛度隨載荷的增大而減小
彈簧呈直線形狀,剛度不隨負荷變化,亦稱彈簧常數。
彈簧的變形能
彈簧的變形能與彈簧材料的切變模量G和彈性模量E成反比,因此,低的模量對於要求大的變形能有利變形能的大小與最大工作應力的平方成正比,增大應力就意味着要求材料有高的彈性極限,高的彈性極限也對應着高的模量(應力起決定性作用)。
爲得到大的變形能,可提高彈簧材料的體積或者應力,或兩者同時提高。